Обнаружение вторжений. Системы обнаружения вторжения

Дмитрий Костров ,
ЗАО "Эквант"
[email protected]

Не рост и мощь, а разум
Сулит в войне победу.
Уильям Шекспир

Системы обнаружения компьютерных атак (IDS - Intrusion Detection Systems) - один из важнейших элементов систем информационной безопасности сетей любого современного предприятия, учитывая, как растет в последние годы число проблем, связанных с компьютерной безопасностью (рис. 1). Хотя технология IDS не обеспечивает полную защиту информации, тем не менее она играет весьма заметную роль в этой области. Краткая история вопроса, а также некоторые экспериментальные и коммерческие системы были рассмотрены в статье ("BYTE/Россия", № 10"2001). Здесь же мы подробнее обсудим современные представленные на рынке продукты и направления дальнейшего развития IDS.

Рынок систем IDS бурно развивается с 1997 г. Именно в это время компания ISS (http://www.iss.com) предложила свой продукт под названием Real Secure. Год спустя Cisco Systems (http://www.cisco.com), осознав целесообразность разработки IDS, купила продукт NetRanger вместе с компанией Wheel Group. Нельзя не упомянуть здесь и объединение SAIC и Haystack Labs в Centrax Corporation (http://www.centrax.com).

Необходимо отметить, что обычные IDS своевременно обнаруживают только известные типы атак. Они работают в том же режиме, что и антивирусные программы: известные - ловятся, неизвестные - нет. Обнаружение неизвестной атаки - трудная задача, граничащая с областью систем искусственного интеллекта и адаптивного управления безопасностью. Современные IDS способны контролировать работу сетевых устройств и операционной системы, выявлять несанкционированные действия и автоматически реагировать на них практически в реальном масштабе времени. При анализе текущих событий могут учитываться уже произошедшие, что позволяет идентифицировать атаки, разнесенные во времени, и тем самым прогнозировать будущие события.

В 80-е годы большинство злоумышленников были экспертами в части взлома и сами создавали программы и методы несанкционированного проникновения в компьютерные сети; автоматизированные средства использовались редко. Сейчас появилось большое число "любителей", со слабым уровнем знаний в данной области, которые используют автоматические средства вторжения и эксплойты (exploit - вредоносный код, использующий известные ошибки в ПО и применяемый злоумышленником для нарушения нормальной работы программно-аппаратного комплекса). Иными словами, по мере усовершенствования автоматических средств вторжения снижались уровень знаний и квалификация большинства злоумышленников.

Существует много различных типов атак, и их можно ранжировать в соответствии с возрастанием возможной опасности следующим образом:

• угадывание паролей
• репликационный код
• взлом паролей
• использование известных уязвимых мест
• отключение/обход систем аудита
• воровство данных
• back doors (специальные входы в программу, возникающие из-за ошибок при ее написании или оставленные программистами для отладки)
• использование снифферов и sweepers (систем контроля содержимого)
• использование программ диагностики сети для получения необходимых данных
• использование автоматизированных сканеров уязвимостей
• подмена данных в IP-пакетах
• атаки типа "отказ в обслуживании" (DoS)
• атаки на Web-серверы (CGI-скрипты)
• технологии скрытого сканирования
• распределенные средства атаки.

Теперь атака длится не больше нескольких секунд и может нанести очень чувствительный вред. Например, атака типа "отказ в обслуживании" может вывести из строя Web-магазин или online-биржу на длительное время. Такие атаки наиболее распространены, и способы защиты от них развиваются быстрыми темпами.

Цель любой IDS - обнаружить атаку с наименьшими ошибками. При этом объект атаки (жертва) обычно хочет получить ответ на следующие вопросы.

• Что случилось с моей системой?
• Что подверглось нападению, и насколько опасна атака?
• Кто злоумышленник?
• Когда атака началась и откуда?
• Как и почему произошло вторжение?

Злоумышленник, в свою очередь, как правило, пытается узнать следующее. ·

• Что представляет собой цель атаки?
• Есть ли уязвимости и какие?
• Какой вред можно нанести?
• Какие эксплойты или средства проникновения имеются?
• Есть ли риск быть раскрытым?

Типы IDS

Надежда победить приближает победу,
уверенность в победе лишает нас ее.
Тит Ливий

В первую очередь в IDS используются различные способы определения несанкционированной активности. Хорошо известны проблемы, связанные с атаками через межсетевой экран (брандмауэр). Межсетевой экран разрешает или запрещает доступ к определенным сервисам (портам), но не проверяет поток информации, проходящий через открытый порт. IDS, в свою очередь, пытается обнаружить атаку на систему или на сеть в целом и предупредить об этом администратора безопасности, в то время как атакующий полагает, что он остался незамеченным.

Здесь можно провести аналогию с защитой дома от воров. Закрытые на замок двери и окна - это межсетевой экран. А сигнализация для оповещения о взломе соответствует IDS.

Для классификации IDS существуют различные способы. Так, по способу реагирования различают пассивные и активные IDS. Пассивные просто фиксируют факт атаки, записывают данные в файл журнала и выдают предупреждения. Активные IDS пытаются противодействовать атаке, например, переконфигурируя межсетевой экран или генерируя списки доступа маршрутизатора. Продолжая аналогию, можно сказать, что если сигнализация в доме включает звуковую сирену для отпугивания вора - это аналог активной IDS, а если подает сигнал в милицию - это соответствует пассивной IDS.

По способу выявления атаки различают системы signature-based и anomaly-based. Первый тип основан на сравнении информации с предустановленной базой сигнатур атак. В свою очередь, можно классифицировать атаки по типу (например, Ping-of-Death, Smurf). Однако системы данного типа не могут отлавливать новые, неизвестные виды атак. Второй тип основан на контроле частоты событий или обнаружении статистических аномалий. Такая система ориентирована на выявление новых типов атак. Однако недостаток ее - необходимость постоянного обучения. В примере с охраной дома аналогом такой более продвинутой системы IDS выступают соседи, которые знают, кто приходил к вам, внимательно смотрят за незнакомыми людьми и собирают информацию о нештатной ситуации на улице. Это соответствует типу anomalous IDS.

Наиболее популярна классификация по способу сбора информации об атаке: network-based, host-based, application-based. Система первого типа работает по типу сниффера, "прослушивая" трафик в сети и определяя возможные действия злоумышленников. Поиск атаки идет по принципу "от хоста до хоста". Работа таких систем до последнего времени была затруднена в сетях, где использовались коммутация, шифрование и высокоскоростные протоколы (более 100 Мбит/с). Но недавно появились решения компаний NetOptics (http://www.netoptics.com) и Finisar (http://www.finisar.com) для работы в коммутируемой среде, в частности, технологии SPAN-портов (Switched Port Analyzer) и Network Tap (Test Access Port). Network Tap (в виде отдельного устройства или встроенного в коммутатор блока) позволяет проводить мониторинг всего трафика на коммутаторе. В то же время фирмы Cisco и ISS добились определенных успехов в реализации таких систем в высокоскоростных сетях.

Системы второго типа, host-based,предназначены для мониторинга, детектирования и реагирования на действия злоумышленников на определенном хосте. Система, располагаясь на защищаемом хосте, проверяет и выявляет направленные против него действия. Третий тип IDS, application-based, основан на поиске проблем в определенном приложении. Существуют также гибридные IDS, представляющие собой комбинацию различных типов систем.

Работа современных IDS и различные виды атак

Общая схема функционирования IDS приведена на рис. 2. В последнее время появилось много публикаций о системах, называемых distributed IDS (dIDS). dIDS состоит из множества IDS, которые расположены в различных участках большой сети и связаны между собой и с центральным управляющим сервером. Такая система усиливает защищенность корпоративной подсети благодаря централизации информации об атаке от различных IDS. dIDS состоит из следующих подсистем: центральный анализирующий сервер, агенты сети, сервер сбора информации об атаке.

Рис. 2. Общая схема функционирования IDS.

Центральный анализирующий сервер обычно состоит из базы данных и Web-сервера, что позволяет сохранять информацию об атаках и манипулировать данными с помощью удобного Web-интерфейса.

Агент сети - один из наиболее важных компонентов dIDS. Он представляет собой небольшую программу, цель которой - сообщать об атаке на центральный анализирующий сервер.

Сервер сбора информации об атаке - часть системы dIDS, логически базирующаяся на центральном анализирующем сервере. Сервер определяет параметры, по которым группируется информация, полученная от агентов сети. Группировка может осуществляться по следующим параметрам:

• IP-адресу атакующего;
• порту получателя;
• номеру агента;
• дате, времени;
• протоколу;
• типу атаки и т. д.

Несмотря на многочисленные упреки и сомнения в работоспособности IDS, пользователи уже широко применяют как коммерческие средства, так и свободно распространяемые. Разработчики оснащают свои продукты возможностями активного реагирования на атаку. Система не только определяет, но и пытается остановить атаку, а также может провести ответное нападение на атакующего. Наиболее распространенные типы активного реагирования - прерывание сессии и переконфигурирование межсетевого экрана.

Прерывание сессии наиболее популярно, потому что для этого не используются драйверы внешних устройств, таких, как межсетевой экран. В оба конца соединения, например, просто посылаются пакеты TCP RESET (с корректным номером sequence/acknowledgement). Однако уже существуют и описаны способы обхода такой защиты злоумышленниками (например, использование флага PUSH в пакете TCP/IP или использование трюка с current pointer).

Второй способ - переконфигурирование межсетевого экрана, позволяет злоумышленнику узнать о наличии экрана в системе. Посылая большой поток ping-пакетов на хост и видя, что через некоторое время доступ прекратился (ping не проходит), атакующий может сделать вывод, что IDS провела переконфигурацию межсетевого экрана, установив новые правила запрета ping на хост. Однако есть способы обойти и эту защиту. Один из них заключается в применении эксплойтов до переконфигурирования межсетевого экрана. Существует и более простой путь. Злоумышленник, атакуя сеть, может задавать в качестве адреса отправителя IP-адреса известных фирм (ipspoofing). В ответ на это механизм переконфигурирования межсетевого экрана исправно закрывает доступ на сайты этих компаний (к примеру, ebay.com, cnn.com, cert.gov, aol.com), после чего начинаются многочисленные звонки возмущенных пользователей в службу поддержки "закрытых" компаний, и администратор вынужден отключить данный механизм. Это очень напоминает отключение ночью автомобильной сигнализации, постоянные срабатывания которой не дают уснуть жителям окрестных домов. После этого машина становится намного доступнее для автомобильных воров.

При этом необходимо помнить, что уже существуют средства для выявления IDS, работающих в режиме "прослушивания" трафика (http://www.securitysoftwaretech.com/antisniff/download.html); кроме того, многие IDS подвержены атакам типа DoS (отказ в обслуживании).

Наиболее продвинулись в этой области "вольные" разработчики мира posix. Простейшие атаки используют уязвимости, связанные с использованием signature-based IDS. Например, использование одной из версий свободно распространяемого продукта Snort может быть сведено к нулю следующим образом. При попытке доступа к файлу /etc/passwd, где в UNIX хранятся имена пользователей, принадлежность к группам и shell, Snort использует следующую сигнатуру для выявления данной активности:

Alert tcp $EXTERNAL_NET any -> $HTTP_SERVERS 80 (msg:"WEB-MISC /etc/passwd";flags: A+; content:"/etc/passwd"; nocase; classtype:attempted-recon; sid:1122; rev:1;)

Однако можно просто поменять символы в запросе - GET /etc//\//passwd или /etc/rc.d/.././\passwd и обойти эту сигнатуру.

Конечно, разработчики систем IDS уже давно учитывают эти изменения и отлавливают атаки, однако все еще встречаются плохо написанные сигнатуры атак.

Существуют атаки, основанные на полиморфном shell code. Данный код был разработан автором http://ktwo.ca / и основан на использовании вирусов. Данная технология более эффективна против систем signature-based, чем против anomaly- или protocol analysis-based. Полиморфный код использует различные способы для обхода систем на базе string-matching (их можно найти по адресу http://cansecwest.com/noplist-v1-1.txt).

Можно также вспомнить атаки, использующие фрагментацию пакетов, отказ сервиса IDS, разделение атаки между несколькими пользователями, кодировку атаки в кодировке "ebcdic" с изменением типа терминала на "ebcdic", реализацию атаки по зашифрованному каналу, подавление порта модуля слежения, изменение таблицы маршрутизации, чтобы избежать попадания трафика к системе обнаружения атак, и т. п.

Системы IDS используются для выявления не только внешних, но и внутренних нарушителей. Их, как показывает практика, порой гораздо больше, чем внешних. Внутренние атаки не относятся к общим типам атак. В отличие от внешних нарушителей, внутренний - это авторизованный пользователь, имеющий официальный доступ к ресурсам интрасети, в том числе к тем, на которых циркулирует конфиденциальная информация. Общая же практика состоит в использовании служб информационной безопасности для защиты периметра интрасети, при этом защите от внутренних угроз уделяется гораздо меньше внимания. Здесь-то и помогают IDS. Настройка IDS для защиты от внутренних атак - непростая задача; она требует кропотливой работы с правилами и профилями пользователей. Для борьбы с внутренними атаками необходимо использовать комбинацию различных IDS.

Компании и продукты

На рынке представлено несколько десятков коммерческих систем IDS, что обеспечивает выбор наиболее приемлемого решения. К сожалению, отечественные продукты пока отсутствуют, хотя две российские компании к концу этого года готовят выпуск своих систем обнаружения атак.

Ниже описаны продукты более двадцати компаний. По мнению автора, порядок их расположения в статье примерно соответствует степени известности в России.

Cisco Systems

Серия продуктов Cisco IDS содержит решения для различных уровней. В нее входят три системы 42xx версии v.2.2.1 (network-based), среди которых 4210 (рис. 3) оптимизирована для среды 10/100Base-T (45 Мбит/с), 4235 - для среды 10/100/1000Base-TX, (200 Мбит/с) и 4250 - для 10/100/1000Base-TX (500 Мбит/с).

Подсистема IDS имеется в коммутаторе Сatalyst - Catalyst 6000 Intrusion Detection System Module (swithed-integrated network-based).

Cisco IDS Host Sensor 2.0 и Cisco IDS Host Sensor Web Server, разработанные компанией Entercept, обеспечивают защиту на уровне хоста (host-based). IDS на уровне маршрутизатора (Firewall Feature Set 12.1(4)T) способна отражать 59 наиболее опасных видов атак (система network-based). При использовании IDS на уровне межсетевого экрана PIX 535, 525, 515Е, 506Е, 501 (v.6.2.2) отражается более 55 наиболее опасных видов атак (система network-based). Управление системами защиты осуществляется с помощью CiscoWorks VPN/Security Management Solution (VMS) или Cisco IDS software version 3.1(2). Рис. 4 иллюстрирует работу сетевого сенсора Сisco при попытке узнать имена хостов.

Рис. 4. Работа сетевого сенсора Сisco при попытке узнать имена хостов.

Internet Security Systems

Компания ISS в свое время совершила резкий скачок в данной области и занимает ведущие позиции в части реализации систем обнаружения атак. Она также предлагает целое семейство решений для различных уровней.

RealSecure Network Sensor - программное решение, предназначенное для установки на выделенный компьютер в критичном сегменте сети. Анализируя сетевой трафик и сопоставляя его с базой сигнатур атак, сенсор обнаруживает различные нарушения политики безопасности (рис. 5).

Система RealSecure Gigabit Sensor обрабатывает более 500 тыс. пакетов в секунду, используя запатентованный алгоритм семиуровневого анализа, обнаруживает большое число атак, пропускаемых другими системами. Применяется главным образом в сетях, работающих с большой нагрузкой.

RealSecure Server Sensor позволяет обнаруживать атаки на всех уровнях, направленные на конкретный узел сети. Кроме того, может проводить анализ защищенности и обнаружения уязвимостей на контролируемом узле.

Программа RealSecure Desktop Protector (ранее называвшаяся BlackICE Agent) предназначена для обнаружения в реальном режиме времени атак, направленных на рабочие станции корпоративной сети.

RealSecure for Nokia - программно-аппаратное решение, разработанное компаниями ISS и Nokia. Оно объединяет все функциональные возможности RealSecure Network Sensor и Nokia IP Network Security Solutions. Система функционирует под управлением защищенной ОС IPSO, базирующейся на FreeBSD.

RealSecure Guard - программное решение, совмещающее в себе возможности межсетевого экрана и системы обнаружения атак в реальном режиме времени. Она устанавливается между защищаемым и открытым сегментами сети (так называемая inline-IDS) и анализирует весь проходящий через нее трафик в поисках запрещенных или опасных пакетов. Система может обнаруживать атаки как на сегменты сети, так и на отдельные, наиболее важные узлы.

Для управления перечисленными системами RealSecure используется модуль RealSecure SiteProtector, который служит основным компонентом централизованного управления и для систем Internet Scanner и System Scanner. Он ориентирован на применение в крупных, территориально распределенных сетях или в организациях, использующих одновременно несколько решений компании ISS.

Более простой модуль RealSecure WorkGroup Manager предназначен для управления только RealSecure Network Sensor, Gigabit Sensor, RealSecure Server Sensor и RealSecure for Nokia. Он может использоваться в отсутствие других решений ISS и при небольшом числе сенсоров в сети (до пяти).

RealSecure Command Line Interface предназначен для управления из командной строки только RealSecure Network Sensor и Gigabit Sensor. Этот модуль управления ориентирован на локальное использование.

Symantec

Продукты Intruder Alert и NetProwler (в настоящее время выпущены версии 3.6 и 3.5.1 соответственно) достаточно подробно описаны в упоминавшемся выше обзоре ("BYTE/Россия", № 10"2001, с.14).

Enterasys Networks

Enterasys Networks - часть бывшей компании Cabletron Systems. Она выпускает IDS Dragon (типа network-based). Внутренняя архитектура шестой версии системы обладает повышенной масштабируемостью. Система включает компоненты Network Sensor, Squire Host Sensor, управляющий модуль с Wеb-интерфейсом Dragon Policy Manager и систему централизованного мониторинга безопасности сети в реальном масштабе времени Dragon Security Information Manager.

Computer Associates

Система eTrust Intrusion Detection (прежнее название SessionWall) предоставляет средства для защиты и мониторинга локальной сети. Этот высокоэффективный и достаточно простой программный продукт предоставляет возможности мониторинга, обнаружения атак, контроля за WWW-трафиком, ведения журналов. Обширная библиотека шаблонов атак eTrust Intrusion Detection регулярно обновляется, и с ее помощью автоматически определяются атаки, соответствующие шаблонам.

Система может использоваться как сниффер, кроме того, позволяет ограничить доступ к узлам Интернета с помощью правил, содержащих ключевые слова. eTrust также ведет количественный учет трафика в сети.

Обнаруживаются вирусы и опасные компоненты Java/ActiveX. Идентифицируются и регистрируются попытки пользователей подобрать пароль для входа в систему, что может впоследствии пригодиться для организационных решений руководства компании.

eTrust Intrusion Detection обеспечивает контекстный просмотр всех циркулирующих в локальной сети пакетов и их блокировку при наличии определенных администратором ключевых слов.

NFR Security

Компания была основана в 1996 году с целью разработки перспективных систем IDS.

Система NFR NID обеспечивает мониторинг сетевого трафика в реальном масштабе времени, выявляя подозрительную активность, различные атаки, запрещенное поведение пользователей в сети и различные статистические отклонения. Используемые сенсоры могут работать со скоростями 1 Гбит/с и 100 Мбит/с без потерь пакетов. В отличие от традиционных систем IDS (сравнение трафика с сигнатурами атак), NFR NID использует специализированную базу знаний, проверяет активность в сети с использованием известных эксплойтов, что дает возможность выявлять в трафике новые виды атаки - такие, как Code Red и Nimda.

NFR HID работает на уровне хоста, позволяет идентифицировать уязвимости и слабые политики безопасности, выявлять подозрительную активность пользователей, проводить мониторинг защищаемого хоста на уровне сетевых атак. Способна поддерживать до 10 тыс. хостов, что очень удобно в больших сетях. В системе используются два типа программ-агентов: Log Analysis Agent проводит мониторинг ядра и файлов сетевых журналов, включая syslogs. Network Node Agent осуществляет мониторинг сетевого трафика и выявляет DoS-атаки на защищаемый хост (отказ в обслуживании), атаки FTP password grabbing, Web phf attacks, CGI scans, BackOrifice scans и т. п. Хорошо подходит для работы в сетях с шифрованием и в коммутируемых сетях.

Tripwire

История развития компаний Tripwire и NFR, а также некоторые функциональные особенности их продуктов изложены в том же обзоре в . Отметим, что существуют три основных продукта этой компании, названия которых говорят сами за себя (for Servers, for Network Devices и for Web Pages). Их главная технологическая особенность - вычисление контрольных сумм основных файлов и модулей.

Snort

Snort - облегченная система обнаружения вторжения. Программа анализирует протокол передачи, выявляет различные атаки, например, переполнение буфера, сканирование, CGI-атаки, попытки определения ОС и т. п. Snort использует специальные правила для поиска атак в трафике. Система проста в настройке и обслуживании, однако в ней довольно много приходится настраивать "руками", без удобного графического интерфейса.

Программа работает в трех режимах: sniffer, packet logger и network intrusion detection system. В первом случае система просматривает пакеты на сетевом уровне и выводит информацию о них на консоль, во втором - записывает файлы журнала на диск, в третьем - анализирует сетевой трафик на предмет совпадения сигнатур атак и сигнализирует о них.

Internetwork Research group, BBN Technologies

Продукты серии NIDS, SecureNet, включают устройства, предназначенные для высокоскоростных сетей (SecureNet 5000 и 7000), защиты персонального компьютера (SecureNet 2000), а также систему мониторинга SecureNet Provider и специальное ПО SecureNet Pro.

Система SecureHost (host-based IDS) разработана для защиты ПК и серверов с помощью внедрения специальных сенсоров - программ-агентов. Агенты обеспечивают принятие решения при возникновении атаки в реальном масштабе времени в соответствии с принятой политикой защиты. Набор программ Intrusion SecureHost состоит из управляющей консоли на базе ОС Microsoft Windows 2000 Server и агентов, работающих в системах с Microsoft Windows NT, Windows 2000 или Sun Solaris 2.8.

Firestorm

Высокоскоростная NIDS Firestorm, разработанная Джиани Тедеско и свободно распространяемая, пока представлена в основном в качестве сенсора, работающего под управлением ОС Linux. Особенности системы таковы:

• сбор информации идет с помощью библиотек libpcap, позволяющих перехватывать пакеты из сетевого трафика;
• система поддерживает правила, написанные для Snort;
• легко настраивается путем редактирования файла firestorm.conf;
• понимает режим работы stateful inspection (технология инспекции пакетов с учетом состояния протокола);
• готовит файлы журналов в формате ASCII или tcpdump;
• проводит корреляцию событий;
• выдает сигналы об атаке на удаленное устройство - консоль.

Однако (как это часто бывает с бесплатными программами) данная система подвержена атакам. Существует возможность атаки на данную систему, которая приведет к "зависанию" NIDS. Атака уже описана в лентах новостей, проблема оказалась в ошибке модуля обработки памяти.

Psionic Technologies

Продукт TriSentry (ранее Abacus Project tools) предназначен для повышения защищенности сети компании путем выявления различных атак. Система состоит из трех базовых компонентов: PortSentry, HostSentry и LogSentry. IDS предназначена для работы в UNIX-окружении.

PortSentry - простой детектор сканирования, который прекращает связь между хостом-жертвой и атакующим. Хост "сбрасывает" локальные маршруты, устанавливает динамические правила доступа и добавляет хост в специальные файлы TCP wrappers hosts.deny, причем все это происходит в реальном времени.

Программа HostSentry позволяет администратору безопасности выявлять необычную активность пользователей (Login Anomaly Detection, LAD).

LogSentry (прежнее название Logcheck) автоматически проводит мониторинг файлов системных журналов нарушений безопасности в почтовых системах. Этот набор программ, ранее поставляемых с TIS Gauntlet firewall, был существенно переработан для аудита более широкого спектра систем.

Lancope

Программно-аппаратный комплекс StealthWatch - мощная система для мониторинга, детектирования и реагирования на атаки в высокоскоростной среде. В отличие от традиционных систем, имеет архитектуру flow-based, которая позволяет выявлять новые атаки без обращения к базе данных существующих сигнатур. Новая архитектура обеспечивает углубленное выявление атак на основе аномальной активности, работу в высокоскоростной среде (от полного дуплекса 100 Мбит/с до 1 Гбит/с), а также значительно меньше реагирует на ложные атаки.

OneSecure

В системе The OneSecure Intrusion Detection and Prevention (IDP) компания предложила специальный механизм - Multi-Method Detection (MMD), который объединяет наиболее известные способы выявления уязвимостей.

Recourse Technologies

Компания предлагает два продукта: ManTrap обеспечивает защиту наиболее критичных серверов, ManHunt выявляет атаки на уровне сети, в том числе в гигабитном окружении. Используются распределенные сенсоры и центральный сервер обработки и принятия решений. При этом разработанная компанией методика (zero-day) выявляет не только известные, но и новые атаки.

Продукты Emerald, NetStat, Shadow и Bro подробно рассмотрены в в "BYTE/Россия", № 10"2001.

Новые веяния

Коммутаторы все шире используются в корпоративных сетях, поскольку они обладают большей пропускной способностью по сравнению с концентраторами и защищают от атак с использованием программ-снифферов для перехвата конфиденциальной информации. Тем не менее проблемы с применением NIDS сохраняются. Существуют коммутаторы с зеркалированием портов (SPAN-порты), которые копируют данные, проходящие через коммутатор, на выделенный порт. Теоретически с помощью SPAN-порта возможно проверить весь поток данных, однако если объем зеркалируемого трафика превысит допустимый предел, то начинаются потери пакетов.

Сейчас уже существуют решения для гигабитной сети, но есть еще одна проблема - шифрование. Сегодня ни один уважающий себя администратор не работает удаленно со своими системами без SSH или SSL, а поскольку передача данных идет в шифрованном виде, проблема использования IDS остается. Она заключается в невозможности расшифровать весь трафик и, как следствие, проверить сигнатуры атак. В ближайшем будущем практически все производители (если они хотят занимать достойное место на рынке IDS) доработают свои продукты для применения в гигабитной сети.

Еще один вопрос - сбор информации и ее анализ. Даже самый серьезный специалист по безопасности - тоже человек и может не заметить некоторых деталей, которые скроют от него подготовку или проведение атаки на хост компании. Начаты проекты Spice и Spade, направленные на развитие технологии выявления аномальной активности, и они должны помочь в решении данной проблемы.

Несомненно, что IDS развиваются в направлении сбора и корреляции информации. При этом информация должна поступать от разнообразных источников (сенсоров). Скорее всего, различия между NIDS и HIDS постепенно исчезнут, и в дальнейшем будут созданы системы централизованного управления с возможностями принятия решения (хотя бы в простых случаях), что заметно снизит нагрузку на администраторов, ответственных за безопасность компьютерных сетей.

Обнаружения вторжений - это программные или аппаратные средства обнаружения атак и вредоносных действий. Они помогают сетям и компьютерным системам давать им надлежащий отпор. Для достижения этой цели IDS производит сбор информации с многочисленных системных или сетевых источников. Затем система IDS анализирует ее на предмет наличия атак. В данной статье будет предпринята попытка ответить на вопрос: "IDS - что это такое и для чего она нужна?"

Для чего нужны системы обнаружения вторжения (IDS)

Информационные системы и сети постоянно подвергаются кибер-атакам. Брандмауэров и антивирусов для отражения всех этих атак оказывается явно недостаточно, поскольку они лишь способны защитить «парадный вход» компьютерных систем и сетей. Разные подростки, возомнившие себя хакерами, беспрерывно рыщут по интернету в поисках щелей в системах безопасности.

Благодаря всемирной паутине в их распоряжении очень много совершенно бесплатного вредоносного софта - всяких слеммеров, слепперов и тому подобных вредных программ. Услугами же профессиональных взломщиков пользуются конкурирующие компании для нейтрализации друг друга. Так что системы, которые обнаруживают вторжение (intrusion detection systems), - насущная необходимость. Неудивительно, что с каждым днем они все более широко используются.

Элементы IDS

К элементам IDS относятся:

• детекторная подсистема, цель которой - накопление событий сети или компьютерной системы;
• подсистема анализа, которая обнаруживает кибер-атаки и сомнительную активность;
• хранилище для накопления информации про события, а также результаты анализа кибер-атак и несанкционированных действий;
• консоль управления, при помощи которой можно задавать параметры IDS, следить за состоянием сети (или компьютерной системы), иметь доступ к информации про обнаруженные подсистемой анализа атаки и неправомерные действия.

Кстати, многие могут спросить: "Как переводится IDS?" Перевод с английского звучит как "система, которая застает на горячем незваных гостей".

Основные задачи, которые решают системы обнаружения вторжений

Система обнаружения вторжений имеет две основные задачи: анализ и адекватная реакция, основанная на результатах этого анализа. Для выполнения этих задач система IDS осуществляет следующие действия:

• мониторит и анализирует активность пользователей;
• занимается аудитом конфигурации системы и ее слабых мест;
• проверяет целостность важнейших системных файлов, а также файлов данных;
• проводит статистический анализ состояний системы, основанный на сравнении с теми состояниями, которые имели место во время уже известных атак;
• осуществляет аудит операционной системы.

Что может обеспечить система обнаружения вторжений и что ей не под силу

С ее помощью можно добиться следующего:

• улучшить параметры целостности ;
• проследить активность пользователя от момента его вхождения в систему и до момента нанесения ей вреда или произведения каких-либо несанкционированных действий;
• распознать и оповестить про изменение или удаление данных;
• автоматизировать задачи мониторинга интернета с целью поиска самых последних атак;
• выявить ошибки в конфигурации системы;
• обнаружить начало атаки и оповестить об этом.

Система IDS это сделать не может:

• восполнить недостатки в сетевых протоколах;
• сыграть компенсаторную роль в случае наличия слабых механизмов идентификации и аутентификации в сетях или компьютерных системах, которые она мониторит;
• также следует заметить, что IDS не всегда справляется с проблемами, связанными с атаками на пакетном уровне (packet-level).

IPS (intrusion prevention system) - продолжение IDS

IPS расшифровывается как "предотвращение вторжения в систему". Это расширенные, более функциональные разновидности IDS. IPS IDS системы реактивны (в отличие от обычной). Это означает, что они могут не только выявлять, записывать и оповещать об атаке, но также и выполнять защитные функции. Эти функции включают сброс соединений и блокировку поступающих пакетов трафика. Еще одной отличительной чертой IPS является то, что они работают в режиме онлайн и могут автоматически заблокировать атаки.

Подвиды IDS по способу мониторинга

NIDS (то есть IDS, которые мониторят всю сеть (network)) занимаются анализом трафика всей подсети и управляются централизованно. Правильным расположением нескольких NIDS можно добиться мониторинга довольно большой по размеру сети.

Они работают в неразборчивом режиме (то есть проверяют все поступающие пакеты, а не делают это выборочно), сравнивая трафик подсети с известными атаками со своей библиотеки. Когда атака идентифицирована или же обнаружена несанкционированная активность, администратору посылается сигнал тревоги. Однако следует упомянуть, что в большой сети с большим трафиком NIDS иногда не справляются с проверкой всех информационных пакетов. Поэтому существует вероятность того, что во время «часа пик» они не смогут распознать атаку.

NIDS (network-based IDS) - это те системы, которые легко встраивать в новые топологии сети, поскольку особого влияния на их функционирование они не оказывают, являясь пассивными. Они лишь фиксируют, записывают и оповещают, в отличие от реактивного типа систем IPS, о которых речь шла выше. Однако нужно также сказать о network-based IDS, что это системы, которые не могут производить анализ информации, подвергнутой шифрованию. Это существенный недостаток, поскольку из-за все более широкого внедрения виртуальных частных сетей (VPN) шифрованная информация все чаще используется киберпреступниками для атак.

Также NIDS не могут определить, что случилось в результате атаки, нанесла она вред или нет. Все, что им под силу, - это зафиксировать ее начало. Поэтому администратор вынужден самостоятельно перепроверять каждый случай атаки, чтобы удостовериться в том, что атакующие добились своего. Еще одной существенной проблемой является то, что NIDS с трудом фиксирует атаки при помощи фрагментированных пакетов. Они особенно опасны, поскольку могут нарушить нормальную работу NIDS. Что это может означать для всей сети или компьютерной системы, объяснять не нужно.

HIDS (host intrusion detection system)

HIDS (IDS, мониторящие хост (host)) обслуживают лишь конкретный компьютер. Это, естественно, обеспечивает намного более высокую эффективность. HIDS анализируют два типа информации: системные логи и результаты аудита операционной системы. Они делают снимок системных файлов и сравнивают его с более ранним снимком. Если критично важные для системы файлы были изменены или удалены, то тогда администратору посылается сигнал тревоги.

Существенным преимуществом HIDS является способность выполнять свою работу в ситуации, когда сетевой трафик поддается шифровке. Такое возможно благодаря тому, что находящиеся на хосте (host-based) источники информации можно создавать перед тем, как данные поддаются шифрованию, или после их расшифровки на хосте назначения.

К недостаткам данной системы можно отнести возможность ее блокирования или даже запрещения при помощи определенных типов DoS-атак. Проблема здесь в том, что сенсоры и некоторые средства анализа HIDS находятся на хосте, который подвергается атаке, то есть их тоже атакуют. Тот факт, что HIDS пользуются ресурсами хостов, работу которых они мониторят, тоже сложно назвать плюсом, поскольку это, естественно, уменьшает их производительность.

Подвиды IDS по методам выявления атак

Метод аномалий, метод анализа сигнатур и метод политик - такие подвиды по методам выявления атак имеет система IDS.

Метод анализа сигнатур

В этом случае пакеты данных проверяются на наличие сигнатур атаки. Сигнатура атаки - это соответствие события одному из образцов, описывающих известную атаку. Этот метод достаточно эффективен, поскольку при его использовании сообщения о ложных атаках достаточно редки.

Метод аномалий

При его помощи обнаруживаются неправомерные действия в сети и на хостах. На основании истории нормальной работы хоста и сети создаются специальные профили с данными про это. Потом в игру вступают специальные детекторы, которые анализируют события. При помощи различных алгоритмов они производят анализ этих событий, сравнивая их с «нормой» в профилях. Отсутствие надобности накапливать огромное количество сигнатур атак - несомненный плюс этого метода. Однако немалое количество ложных сигналов про атаки при нетипичных, но вполне законных событиях в сети - это несомненный его минус.

Метод политик

Еще одним методом выявления атак является метод политик. Суть его - в создании правил сетевой безопасности, в которых, к примеру, может указываться принцип взаимодействия сетей между собой и используемые при этом протоколы. Этот метод перспективен, однако сложность заключается в достаточно непростом процессе создания базы политик.

ID Systems обеспечит надежной защитой ваши сети и компьютерные системы

Группа компаний ID Systems на сегодняшний день является одним из лидеров рынка в области создания систем безопасности для компьютерных сетей. Она обеспечит вас надежной защитой от кибер-злодеев. С системами защиты ID Systems вы сможете не переживать за важные для вас данные. Благодаря этому вы сможете больше наслаждаться жизнью, поскольку у вас на душе будет меньше тревог.

ID Systems - отзывы сотрудников

Прекрасный коллектив, а главное, конечно, - это правильное отношение руководства компании к своим сотрудникам. У всех (даже неоперившихся новичков) есть возможность профессионального роста. Правда, для этого, естественно, нужно проявить себя, и тогда все получится.

В коллективе здоровая атмосфера. Новичков всегда всему обучат и все покажут. Никакой нездоровой конкуренции не ощущается. Сотрудники, которые работают в компании уже многие годы, с радостью делятся всеми техническими тонкостями. Они доброжелательно, даже без тени снисходительности отвечают на самые глупые вопросы неопытных работников. В общем, от работы в ID Systems одни приятные эмоции.

Отношение руководства приятно радует. Также радует то, что здесь, очевидно, умеют работать с кадрами, потому что коллектив действительно высокопрофессиональный подобрался. Мнение сотрудников практически однозначно: они чувствуют себя на работе как дома.

Обнаружение вторжений - это еще одна задача, выполняемая сотрудниками, ответственными за безопасность информации в орга­низации, при обеспечении защиты от атак. Обнаружение вторжений - это активный процесс, при котором происходит обнаружение хакера при его попытках проникнуть в систему. В идеальном случае такая система лишь выдаст сигнал тревоги при попытке проникновения. Обнаружение вторжений помогает при идентификации активных уг­роз посредством оповещений и предупреждений о том, что злоумыш­ленник осуществляет сбор информации, необходимой для проведения атаки. В действительности это не всегда так.

Системы обнаружения вторжений (IDS) появились давно. Первыми из них можно считать ночной дозор и сторожевых собак. Дозорные и сторожевые собаки выполняли две задачи: они определяли иницииро­ванные кем-то подозрительные действия и пресекали дальнейшее про­никновение злоумышленника. Как правило, грабители избегали встречи с собаками и, в большинстве случае, старались обходить стороной зда­ния, охраняемые собаками. То же самое можно сказать и про ночной до­зор. Грабители не хотели быть замеченными вооруженными дозорными или охранниками, которые могли вызвать полицию.

Сигнализация в зданиях и в автомобилях также является разно­видностью системы обнаружения вторжений. Если система оповеще­ния обнаруживает событие, которое должно быть замечено (напри­мер, взлом окна или открытие двери), то выдается сигнал тревоги с зажиганием ламп, включением звуковых сигналов, либо сигнал тре­воги передается на пульт полицейского участка. Функция пресечения проникновения выполняется посредством предупреждающей наклей­ки на окне или знака, установленного перед домом. В автомобилях, как правило, при включенной сигнализации горит красная лампочка, предупреждающая об активном состоянии системы сигнализации.

Все эти примеры основываются на одном и том же принципе: об­наружение любых попыток проникновения в защищенный периметр объекта (офис, здание, автомобиль и т. д.). В случае с автомобилем или зданием периметр защиты определяется относительно легко. Стены строения, ограждение вокруг частной собственности, двери и окна автомобиля четко определяют защищаемый периметр. Еще од­ной характеристикой, общей для всех этих случаев, является четкий критерий того, что именно является попыткой проникновения, и что именно образует защищаемый периметр.

Если перенести концепцию системы сигнализации в компьютер­ный мир, то получится базовая концепция системы обнаружения вторжений. Необходимо определить, чем в действительности являет­ся периметр защигы компьютерной системы или сети. Очевидно, что периметр защиты в данном случае - это не стена и не ограждение.

Периметр защиты сети представляет собой виртуальный пери­метр, внутри которого находятся компьютерные системы. Этот пери­метр может определяться межсетевыми экранами, точками разделения соединений или настольными компьютерами с модемами. Данный пе­риметр может быть расширен для содержания домашних компьютеров сотрудников, которым разрешено соединяться друг с другом, или парт­неров по бизнесу, которым разрешено подключаться к сети. С появле­нием в деловом взаимодействии беспроводных сетей периметр защиты организации расширяется до размера беспроводной сети.

Сигнализация, оповещающая о проникновении грабителя, предна­значена для обнаружения любых попыток входа в защищаемую об­ласть, когда эта область не используется.

Система обнаружения вторжений IDS предназначена для разгра­ничения авторизованного входа и несанкционированного проникно­вения, что реализуется гораздо сложнее. Здесь можно в качестве при­мера привести ювелирный магазин с сигнализацией против грабите­лей. Если кто-либо, даже владелец магазина, откроет дверь, то срабо­тает сигнализация. После этого владелец должен уведомить компа­нию, обслуживающую сигнализацию, о том, что это он открыл мага­зин, и что все в порядке. Систему IDS, напротив, можно сравнить с охранником, следящим за всем, что происходит в магазине, и выяв­ляющим несанкционированные действия (как, например, пронос ог­
нестрельного оружия). К сожалению, в виртуальном мире «огне­стрельное оружие» очень часто остается незаметным.

Вторым вопросом, который необходимо принимать в расчет, яв­ляется определение того, какие события являются нарушением пери­метра безопасности. Является ли нарушением попытка определить работающие компьютеры? Что делать в случае проведения известной атаки на систему или сеть? По мере того как задаются эти вопросы, становится понятно, что найти ответы на них не просто. Более того, они зависят от других событий и от состояния системы-цели.

Существуют два основных типа IDS: узловые (HIDS) и сетевые (NIDS).

Система HIDS располагается на отдельном узле и отслеживает признаки атак на данный узел. Система NIDS находится на отдельной системе, отслеживающей сетевой трафик на наличие признаков атак, проводимых в подконтрольном сегменте сети.

Узловые IDS (H1DS) представляют собой систему датчиков, за­гружаемых на различные сервера организации и управляемых цен­тральным диспетчером. Датчики отслеживают различные типы собы­тий и предпринимают определенные действия на сервере либо пере­дают уведомления. Датчики HIDS отслеживают события, связанные с сервером, на котором они загружены. Сенсор HIDS позволяет опре-
делить, была ли атака успешной, если атака имела место на той же платформе, на которой установлен датчик.

Вероятно возникновение разногласий, связанных с управлением и настройкой, между администраторами безопасности (управляющими работой IDS) и системными администраторами. Так как процесс дол­жен постоянно находиться в активном состоянии, необходима хоро­шая координация в их работе.

Существует пять основных типов датчиков HIDS: анализаторы журналов; датчики признаков; анализаторы системных вызовов; анализаторы поведения приложений; контролеры целостности файлов.

Следует заметить, что количество датчиков HIDS увеличивается, и некоторые продукты предлагают функциональные возможности, преду­сматривающие использование датчиков более чем пяти основных видов.

Анализаторы журналов. Анализатор журнала представляет со­бой именно то, что отражает само название датчика. Процесс выпол­няется на сервере и отслеживает соответствующие файлы журналов в системе. Если встречается запись журнала, соответствующая некото­рому критерию в процессе датчика HIDS, предпринимается установ­ленное действие.

Большая часть анализаторов журналов настроена на отслеживание записей журналов, которые могут означать событие, связанное с безопасностью системы. Администратор системы, как правило, мо­жет определить другие записи журнала, представляющие определен­ный интерес.

Анализаторы журналов, в частности, хорошо адаптированы для от­слеживания активности авторизованных пользователей на внутренних системах. Таким образом, если в организации уделяется внимание кон­тролю за деятельностью системных администраторов или других поль­зователей системы, можно использовать анализатор журнала для от­слеживания активности и перемещения записи об этой активности в область, недосягаемую для администратора или пользователя.

Датчики признаков. Датчики этого типа представляют собой на­боры определенных признаков событий безопасности, сопоставляе­мых с входящим трафиком или записями журнала. Различие между датчиками признаков и анализаторами журналов заключается в воз­можности анализа входящего трафика.

Анализаторы системных вызовов. Анализаторы системных вы­зовов осуществляют анализ вызовов между приложениями и опера­ционной системой для идентификации событий, связанных с безо­пасностью. Датчики HIDS данного типа размещают программную спайку между операционной системой и приложениями. Когда при­ложению требуется выполнить действие, его вызов операционной системой анализируется и сопоставляется с базой данных признаков. Эти признаки являются примерами различных типов поведения, ко­торые являют собой атакующие действия, или объектом интереса для администратора IDS.

Анализаторы поведения приложений. Анализаторы поведения приложений аналогичны анализаторам системных вызовов в том, что они применяются в виде программной спайки между приложениями и операционной системой. В анализаторах поведения датчик проверяет вызов на предмет того, разрешено ли приложению выполнять данное действие, вместо определения соответствия вызова признакам атак.

Контролеры целостности файлов. Контролеры целостности файлов отслеживают изменения в файлах. Это осуществляется по­средством использования криптографической контрольной суммы или цифровой подписи файла. Конечная цифровая подпись файла бу­дет изменена, если произойдет изменение хотя бы малой части ис­ходного файла (это могут быть атрибуты файла, такие как время и да­та создания). Алгоритмы, используемые для выполнения этого про­цесса, разрабатывались с целью максимального снижения возможно­сти для внесения изменений в файл с сохранением прежней подписи.

При изначальной конфигурации датчика каждый файл, подлежа­щий мониторингу, подвергается обработке алгоритмом для создания начальной подписи. Полученное число сохраняется в безопасном месте. Периодически для каждого файла эта подпись пересчитывает- ся и сопоставляется с оригиналом. Если подписи совпадают, это оз­начает, что файл не был изменен. Если соответствия нет, значит, в файл были внесены изменения.

Сетевые IDS. NIDS представляет собой программный процесс, работающий на специально выделенной системе. NIDS переключает сетевую карту в системе в неразборчивый режим работы, при кото­ром сетевой адаптер пропускает весь сетевой трафик (а не только трафик, направленный на данную систему) в программное обеспече­ние NIDS. После этого происходит анализ трафика с использованием набора правил и признаков атак для определения того, представляет ли этот трафик какой-либо интерес. Если это так, то генерируется со­ответствующее событие.

На данный момент большинство систем NIDS базируется на при­знаках атак. Это означает, что в системы встроен набор признаков атак, с которыми сопоставляется трафик в канале связи. Если происходит атака, признак которой отсутствует в системе обнаружения вторжений, система NIDS не

замечает эту атаку. NIDS-системы позволяют указы­вать интересуемый трафик по адресу источника, конечному адресу, порту источника или конечному порту. Это дает возможность отслежи­вания трафика, не соответствующего признакам атак.

Чаще всего при применении NIDS используются две сетевые кар­ты (рис. 33). Одна карта используется для мониторинга сети. Эта кар­та работает в «скрытом» режиме, поэтому она не имеет IP-адреса и, следовательно, не отвечает на входящие соединения.

У скрытой карты отсутствует стек протоколов, поэтому она не может отвечать на такие информационные пакеты, как пинг-запросы. Вторая сетевая карта используется для соединения с системой управ­ления IDS и для отправки сигналов тревоги. Эта карта присоединяет­ся к внутренней сети, невидимой для той сети, в отношении которой производится мониторинг.

Введение в системы обнаружения атак
Сообщения о проникновении в корпоративные сети и атаках на Web-сервера в последнее время появляются с ужасающей частотой. Число и сложность предлагаемых на рынке информационных технологий периодически растет. Очень часто злоумышленники преодолевают установленные в компании или банке защитные средства (системы аутентификации, межсетевые экраны и т.д.), установленные для разграничения доступа к ресурсам корпоративной сети. С увеличением квалификации злоумышленники становятся более изощренными в разработке и применении методов проникновения за защитную преграду. Обнаружить таких злоумышленников очень трудно. Они маскируются под авторизованных пользователей, используют промежуточные узлы для сокрытия своего истинного адреса, осуществляют атаки распределенные во времени (в течение нескольких часов) и пространстве (одновременно с нескольких узлов) и т.д. Многие атаки осуществляются за очень короткое время (минуты и даже секунды), что также не позволяет обнаружить и предотвратить их стандартными защитными средствами.
Связано это с тем, что большинство компьютерных защитных систем построено на классических моделях разграничения доступа, разработанных в 70-х, 80-х годах. Согласно этим моделям субъекту (пользователю или программе) на основе заданных правил разрешается или запрещается доступ к какому-либо объекту (например, файлу). Однако действия, производимые субъектом над объектом, никак не регламентируется и таким образом невозможно, например, предотвратить копирование файла пользователем, которому доступ к данному файлу разрешен. Развитие этих моделей позволило устранить эти недостатки путем контроля конфиденциальности (модель Белла-Лападула) или целостности (модель Биба) информационных потоков. Однако возникает закономерное противоречие между удобством использования системы и уровнем обеспечиваемой ею безопасности. Приходится чем-то жертвовать. Либо удобством использования защищаемой системы, либо уровнем ее защищенности. Очень трудно придти к компромиссу и найти такую конфигурацию системы, которая совмещает в себе и достаточный уровень ее защищенности, и удобство в эксплуатации.
Кроме того, модели управления доступом не могут помочь в случае реализации атак от "посвященных", авторизованных пользователей или процессов (программ), прошедших процедуру аутентификации. Если злоумышленник подобрал или перехватил Ваш пароль (а делается это достаточно легко), то никакая система разграничения доступа не поможет предотвратить кражу или подмену информации, доступную для скомпрометированного пользователя.
Еще совсем недавно, когда корпоративные сети и Internet не были столь широко распространены как сегодня, системный администратор мог позволить себе изредка просматривать списки рассылки по вопросам безопасности (ISS X-Force, CERT Advisory, Bugtraq и т.д.) и, в случае обнаружения новой уязвимости, предотвратить ее использование злоумышленником, установив для своей операционной системы новые "заплаты" (patch"и и hotfix"ы). Однако это обновление могло быть удалено пользователем или другим администратором случайно или в процессе работы. Через неделю или месяц администратор мог вновь проверить свою систему, и вновь установить необходимую "заплату". Однако сейчас все изменилось, сетевые и информационные технологии меняются настолько быстро, что статичные защитные механизмы, к которым относятся и системы разграничения доступа, и межсетевые экраны, и системы аутентификации, сильно ограничены и во многих случаях не могут обеспечить эффективной защиты. Следовательно, необходимы динамические методы, позволяющие обнаруживать и предотвращать нарушения безопасности.
Одной из технологий, которая может быть применена для обнаружения нарушений, которые не могут быть идентифицированы при помощи моделей контроля доступа является технология обнаружения атак.
Для описания технологии обнаружения атак необходимо последовательно ответить на четыре вопроса, которые почти полностью охватывают все аспекты данной технологии.

Какой бы эффективный метод получения информации об атаках ни использовался, эффективность системы обнаружения атак во многом зависит от применяемых методов анализа полученной информации. В самых первых системах обнаружения атак, разработанных в начале 80-х годов, использовались статистические методы обнаружения атак. Однако математика не стоит на месте, и сейчас к статистическому анализу добавилось множество новых методик, начиная с нечеткой логики и заканчивая использованием нейронных сетей.
Каждый из описанных ниже методов обладает целям рядом достоинств и недостатков и поэтому сейчас практически трудно встретить систему, реализующую только один из описанных методов. Как правило, эти методы используются в совокупности.

Статистический метод
В анализируемой системе первоначально определяются профили для всех ее субъектов. Любое отклонение используемого профиля от эталонного считается несанкционированной деятельностью. Основные преимущества статистического подхода - это адаптация к поведению субъекта и использование уже разработанного и зарекомендовавшего себя аппарата математической статистики. Кроме того, статистические методы универсальны, т.к. не требуется знания о возможных атаках и используемых ими уязвимостях. Однако при использовании этих методик возникает и несколько проблем.
Во-первых, "статистические" системы могут быть с течением времени "обучены" нарушителями так, чтобы атакующие действия рассматривались как нормальные. Во-вторых, "статистические" системы не чувствительны к порядку следования событий. А в некоторых случаях одни и те же события в зависимости от порядка их следования могут характеризовать аномальную или нормальную деятельность. И, наконец, очень трудно задать граничные (пороговые) значения отслеживаемых системой обнаружения атак характеристик, чтобы адекватно идентифицировать аномальную деятельность. Кроме того, данные методы неприменимы в тех случаях, когда для пользователя отсутствует шаблон типичного поведения или когда для пользователя несанкционированные действия типичны.

Использование экспертных систем
Использование экспертных систем представляет собой второй распространенный метод, при котором информация об атаках формулируются в виде правил, которые могут быть записаны, например, в виде последовательности действий или в виде сигнатуры. В случае выполнения любого из правил принимается решение о несанкционированной деятельности.
Основное достоинство такого подхода - практически полное отсутствие ложных тревог. Однако есть и недостатки, основной из которых невозможность отражения неизвестных атак. Даже небольшое изменение уже известной атаки может стать большим препятствием для системы обнаружения атак.

Нейронные сети
Большинство современных подходов к процессу обнаружения атак используют некоторую форму анализа контролируемого пространства на основе правил или статистических методов. В качестве контролируемого пространства могут выступать журналы регистрации или сетевой трафик. Этот анализ опирается на набор заранее определенных правил, которые создаются администратором или самой системой обнаружения атак. Экспертные системы представляют наиболее распространенную форму подходов к обнаружению атак на основе правил. Экспертная система состоит из набора правил, которые охватывают знания человека-"эксперта". К сожалению, экспертные системы требуют постоянного обновления для того, чтобы оставаться постоянно актуальными. В то время как экспертные системы предлагают хорошую возможность для просмотра данных в журналах регистрации, требуемые обновления могут либо игнорироваться, либо выполняться вручную администратором. Как минимум, это приведет к экспертной системе с недостаточными (ослабленными) возможностями. В худшем случае, отсутствие сопровождения снизит степень защищенности всей сети, вводя ее пользователей в заблуждение относительно действительного уровня защищенности.
Любое разделение атаки либо во времени, либо среди нескольких злоумышленников, является трудным для обнаружения при помощи экспертных систем. Сетевые атаки постоянно изменяются, поскольку хакеры используют индивидуальные подходы, а также в связи с регулярными изменениями в ПО и аппаратных средствах выбранных систем. Из-за неограниченного разнообразия атак и хакеров даже специальные постоянные обновления базы данных правил экспертной системы никогда не дадут гарантии точной идентификации всего диапазона атак.
Одним из путей устранения названных проблем является использование нейронных сетей. В отличие от экспертных систем, которые могут дать пользователю определенный ответ, соответствуют или нет рассматриваемые характеристики характеристикам, заложенным в базе данных правил, нейросеть проводит анализ информации и предоставляет возможность оценить, согласуются ли данные с характеристиками, которые она научена распознавать. В то время как степень соответствия нейросетевого представления может достигать 100%, достоверность выбора полностью зависит от качества системы в анализе примеров поставленной задачи (т.н. обучение).
Первоначально нейросеть обучается путем правильной идентификации предварительно выбранных примеров предметной области. Реакция нейросети анализируется и система настраивается таким образом, чтобы достичь удовлетворительных результатов. В дополнение к первоначальномупериоду обучения, нейросеть также набирается опыта с течением времени, по мере того, как она проводит анализ данных, связанных с предметной областью. Наиболее важное преимущество нейросетей при обнаружении злоупотреблений заключается в их способности "изучать" характеристики умышленных атак и идентифицировать элементы, которые не похожи на те, что наблюдались в сети прежде.
Корреляция (в рассматриваемой области) - это процесс интерпретации, обобщения и анализа информации из всех доступных источников о деятельности анализируемой системы в целях обнаружения атак и реагирования на них.
Если не вдаваться в подробности процесса корреляции данных, то можно выделить два аспекта, на которые следует обратить внимание при выборе системы обнаружения атак. Первый аспект - число сессий (сетевых или пользовательских), анализируемых одновременно анализ. В настоящий момент практически все системы осуществляют анализ в заданный момент времени всего одной сессии, что не позволяет, например, обнаруживать скоординированные атаки из нескольких источников.
Второй аспект - когда осуществлять анализ, в реальном режиме времени или после осуществления атаки. Казалось бы, ответ очевиден - конечно в реальном времени. Однако все не так просто. Большей точности (хотя иногда и в ущерб эффективности) распознавания можно добиться именно после осуществления атаки, когда в вашем распоряжении находится вся информация об инциденте.

Недостаточно обнаружить атаку. Надо еще и своевременно среагировать на нее. Причем реакция на атаку - это не только ее блокирование. Часто бывает необходимо "пропустить" атакующего в сеть компании, для того чтобы зафиксировать все его действия и в дальнейшем использовать их в процессе разбирательства. Поэтому в существующих системах применяется широкий спектр методов реагирования, которые можно условно разделить на 3 категории: уведомление, хранение и активное реагирование. Применение той или иной реакции зависит от многих факторов, описание которых выходит за рамки данной статьи.

Уведомление
Самым простым и широко распространенным методом уведомления является посылка администратору безопасности сообщений об атаке на консоль системы обнаружения атак. Поскольку такая консоль не может быть установлена у каждого сотрудника, отвечающего в организации за безопасность, а также в тех случаях, когда этих сотрудников могут интересовать не все события безопасности, необходимо применение иных механизмов уведомления. Таким механизмом является посылка сообщений по электронной почте, на пейджер, по факсу или по телефону. Последние два варианта присутствуют только в системе обнаружения атак RealSecure американской компании Internet Security Systems, Inc.
К категории "уведомление" относится также посылка управляющих последовательностей к другим системам. Например, к системам сетевого управления (HP OpenView, Tivoli TME10, CA Unicenter и т.д.) или к межсетевым экранам (CheckPoint Firewall-1, Lucent Managed Firewal l, Raptor Firewall и т.д.). В первом случае используется стандартизованный протокол SNMP, а во втором - внутренние или стандартизованные (например, SAMP) протоколы.

Сохранение
К категории "сохранение" относятся два варианта реагирования: регистрация события в базе данных и воспроизведение атаки в реальном масштабе времени. Первый вариант широко распространен и в других системах защиты и на нем не стоит долго останавливаться. Второй вариант более интересен. Он позволяет администратору безопасности воспроизводить в реальном масштабе времени (или с заданной скоростью) все действия, осуществляемые атакующим. Это позволяет не только проанализировать "успешные" атаки и предотвратить их в дальнейшем, но и использовать собранные данные для разбирательств.

Активное реагирование
К этой категории относятся следующие варианты реагирования: блокировка работы атакующего, завершение сессии с атакующим узлом, управлением сетевым оборудованием и средствами защиты. Эта категория механизмов реагирования, с одной стороны, достаточно эффективна, а с другой, использовать их надо очень аккуратно, т.к. неправильная их эксплуатация может привести к нарушению работоспособности всей вычислительной системы.

Требования пользователей
Необходимо заранее определить, от чего и от кого надо защищать свою вычислительную систему. Следует определить соотношение между затратами (зачастую немалыми) на приобретение и эксплуатацию системы обнаружение атак и выгодой от ее использования . Процесс выбора одной из более чем 30 существующих на рынке систем может занять не одну неделю или месяц. Но эти усилия стоят того. Правильный выбор системы обнаружения атак поможет сэкономить сотни тысяч долларов, которые могли бы быть утеряны в случае нарушения функционирования вычислительной системы.
Однако какими бы эффективными ни были механизмы, заложенные в систему обнаружения атак, она не найдет применения, если она не отвечает требованиям пользователей. Чем сложнее система обнаружения атак, тем выше ее стоимость. Однако стоимость - это не единственный основополагающий фактор при осуществлении выбора. Необходимо учитывать и применяемые механизмы получения информации об атаках, алгоритмы анализа и корреляции данных, варианты реагирования, производительность системы, ее надежность и т.д. Число таких параметров достаточно велико. В целом, все требования, которые необходимо учитывать при выборе систем обнаружения атак, можно условно разделить на несколько групп:

• Инсталляция и развертывание системы;
• Безопасность самой системы;
• Обнаружение атак;
• Реагирование на атаки;
• Конфигурация системы;
• Контроль событий;
• Управление данными системы;
• Производительность системы;
• Архитектура системы;
• Техническая поддержка системы.

Не стоит выбирать систему обнаружения атак, основываясь только на текущей ситуации. Попытайтесь заглянуть в будущее и проанализировать рост вычислительной системы, изменение предоставляемых ею услуг и т.д. Учитывая это, вы сможете эффективно вложить свои средства в систему защиты уже сейчас.
Немаловажным является вопрос внедрения системы обнаружения атак в существующую технологию обработки информации и, затем, адаптации ее к окружающим условиям. Одновременно с внедрением необходимо провести обучение персонала правилам использования системы в организации. Необходимо заметить, что система обнаружения атак не сможет обеспечить абсолютной защиты от всех атак; она поможет выявить подозрительный трафик и иные формы несанкционированного доступа. Однако наибольшей эффективности при использовании системы обнаружения атак можно достичь, еслик ней "прилагаются" специалисты, способные правильно эксплуатировать систему и понимающие, когда и как реагировать на выдаваемые ею сообщения.
Более подробно с требованиями, предъявляемыми к системам обнаружения атак можно ознакомиться в документе "Системы обнаружения атак. Стратегия выбора", разработанном в Научно-инженерном предприятии "Информзащита", получить который можно, обратившись по адресу www.infosec.ru.

Системы обнаружения атак или межсетевые экраны?
Очень часто задают вопрос: "Нужна ли мне система обнаружения атак, если у нас уже используется межсетевой экран?" Несомненно нужна. Система обнаружения атак является существенно важным дополнением межсетевого экрана (firewall), но никак не его заменой. Межсетевые экраны предназначены для того, чтобы предотвратить вторжение "плохих парней" из сети. Однако иногда эти средства из-за ошибок разработки, аппаратных отказов, ошибок пользователей или просто невежества не обеспечивают приемлемого уровня доступа. Например, кто-то не понимает необходимости защиты сети и оставляет на рабочем месте включенным модем для доступа к компьютеру из дома. Межсетевой экран не может не только защитить в этом случае, но и обнаружить это факт. В этом случае системы обнаружения атак незаменимы. Независимо от того, какова надежность и эффективность фильтрации вашего межсетевого экрана, пользователи зачастую находят способы обойти все установленные Вами преграды. Например, объекты ActiveX или апплеты Java могут представлять новые направления для реализации атак через межсетевыеэкраны. Кроме того, по статистике не менее 75% всех компьютерных преступлений происходит изнутри корпоративной сети, от своих сотрудников. А, как уже было сказано выше, "классические" средства защиты, к которым относятся и межсетевые экраны, не позволяют защитить корпоративную сеть в случае наличия плохого умысла со стороны пользователя, имеющего в нее доступ. Поэтому, межсетевой экран не может заменить систему обнаружения атак и оба этих средства нужны для построения эффективной системы защиты информации.
Представьте Вашу сеть как многоэтажное высотное здание, в котором межсетевой экран - это швейцар у дверей на входе, а каждый модуль слежения системы обнаружения атак - это сторожевой пес у каждой конкретной двери. Как правило, швейцар с удовольствием пропускает людей, которые выглядят довольно хорошо, и задерживает подозрительных людей. Однако, умный преступник способен пройти мимо швейцара и проникнуть внутрь здания, не вызвав его подозрений. Сторожевой пес лучше знает, кого он может впустить в данную дверь и мгновенно реагирует на вторжение.

Системы обнаружения атак в России
Первая система обнаружения атак появилась в России в середине 1997 года, когда было заключено соглашение между Научно-инженерным предприятием "Информзащита" и малоизвестной в то время американской фирмой Internet Security Systems, Inc. (ISS), разработавшей систему обнаружения атак RealSecure. С тех пор ситуация изменилась в лучшую сторону. Компания ISS в настоящий момент является лидером на рынке средств обнаружения атак (по данным корпорации IDC - в 1999 году 52 % всего рынка). В России ситуация аналогичная - система RealSecure захватила большую часть российского рынка средств обнаружения атак. Этому предшествовала большая и кропотливая работа по созданию соответствующей инфраструктуры поддержки этой системы. В настоящий момент завершается ее русификация.
Помимо системы RealSecure на российском рынке представлены следующие продукты зарубежных фирм:

• NetRanger компании Cisco Systems.
• OmniGuard Intruder Alert компании Axent Technologies.
• SessionWall-3 компании Computer Associates.
• Kane Security Monitor компании Security Dynamics.
• CyberCop Monitor компании Network Associates.
• NFR компании Network Flight Recodred.

Первая тройка во главе с RealSecure является лидирующей и во всем мире. Всего же известно более 30 коммерчески распространяемых систем обнаружения атак.

Стандарты и руководящие документы
С конца прошлого - начала этого года ведутся работы по выработке руководящих документов, которые позволят проводить адекватный анализ и оценку предлагаемых на российском рынке систем обнаружения атак. Аналогичные работы проводятся и за рубежом. В качестве примера можно назвать стандарты CIDF или IDEF, разрабатываемые в Министерстве Обороны США и рабочей группы консорциума IETF.

Перспективы и тенденции развития
Можно заметить, что оба решения: IDS и сетевого, и системного уровней имеют свои достоинства и преимущества, которые эффективно дополняют друг друга, а также устраняют недостатки друг друга.
Итак, вкратце я описал существующие решения в области обнаружения атак. Но применимы ли они в том виде, в котором они сейчас существуют, в следующем тысячелетии? Вряд ли. И вот почему. Современные сети становятся настолько сложными, что их трудно контролировать существующими методами. Число узлов в сетях растет с небывалой скоростью, ширится применение гигабитных скоростей и коммутируемых сетей на основе VLAN. Объем передаваемого по сетям трафика возрастает на несколько порядков. Нужны совершенно новые подходы в обнаружении атак, позволяющие справиться с указанными факторами .

Микроагенты
Как уже отмечено выше, существующие системы обнаружения атак относятся либо к классу сетевых (network-based), либо к классу системных (host-based). Однако идеальным решением было бы создание системы, совмещающей в себе обе эти технологии, т.е. на каждый контролируемый узел устанавливался бы агент системы обнаружения атак и контролировал не только атаки на прикладном уровне (уровне ОС и уровне приложений), но и сетевые атаки, направленные на данный узел. Этот подход имеет несколько преимуществ по сравнению с существующими решениями.
Во-первых, высокая сетевая скорость уже не представляет проблемы, поскольку указанный агент просматривает только трафик для данного узла вместо всего трафика всей сети. Во-вторых, расшифрование пакетов осуществляет прежде, чем они достигнут агента. И, наконец, из-за того, что он размещается непосредственно на каждом контролируемом компьютере, коммутируемые сети также не накладывают ограничений на их использование.
Эти агенты комбинируют характеристики сетевого модуля слежения, работающего в реальном масштабе времени, с тактическими преимуществами агента системного уровня. В настоящий момент о разработках в этой области объявила только компания Internet Security Systems (ISS ) . Компания ISS назвала эту разработку Micro Agent и планирует завершить ее к концу этого года. Эти микроагенты будут дополнять существующие сетевые и системные модули слежения системы обнаружения атак RealSecure компании ISS.

Эти две проблемы взаимосвязаны, но я коснусь только второй задачи. Многие специалисты сталкивались с ситуацией, когда система обнаружения атак генерит сотни, а в крупных сетях, тысячи записей о происходящих событиях. Проанализировать эти события вручную администратору не под силу. И хотя в системах обнаружения атак, представленных на рынке, существуют механизмы объединения нескольких однотипных событий в одно, эта работа еще далека до завершения.
В настоящий момент методы эффективного представления данных разрабатываются различными производителями и исследовательскими центрами. Например, компания ISS в конце июня этого года объявила о создании "технологии слияния" (Fusion Technology), которая позволит группировать сотни событий, зарегистрированных системой обнаружения атак RealSecure и другими средствами защиты третьих разработчиков, в одно-два уведомления, представленные на экране консоли управления. В этом же направлении движется и исследовательский центр COAST, в котором создана рабочая группа по разработке эффективного формата журналов регистрации и представления данных администратору безопасности.Из российских разработчиков такие механизмы реализует НИП "Информзащита" в своей новой технологии управления информационной безопасностью "Беркут".

Принятие решений, прогнозирование атак
Системы обнаружения атак в новом тысячелетии должны стать более интеллектуальными по сравнению со своими современными аналогами. И это касается не только процесса обнаружения атак, что может быть реализовано при помощи различных механизмов, в т.ч. и при помощи описанных выше нейросетей. Интеллектуальность будет присутствовать в процессе принятия решения о реагировании на атаки, а также при прогнозировании новых атак на корпоративную сеть. Первым шагом в создании таких систем можно назвать создание компанией ISS продукта под названием SAFEsuite Decisions. Эта система позволяет получать данные, получаемые от различных средств защиты, в т.ч. межсетевых экранов, систем анализа защищенности и обнаружения атак. Затем эти данные можно анализировать, обобщать их и определять на их основе подверженность того или иного узла или сегмента сети атакам со стороны внешних или внутренних злоумышленников. Знание уязвимостей, полученное от систем анализа защищенности, наряду со знанием частоты атак, полученное от межсетевых экранов и систем обнаружения атак, установленных на различных сегментах сети, позволяет прогнозировать нападения на узлы и сегменты сети, в т.ч. и скоординированные атаки, осуществляемые одновременно из нескольких мест.

В данной теме раскрыты в основном те вопросы, на которые стоит обращать внимание при выборе системы обнаружения атак. Однако, установив выбранную систему, вы еще не полностью защитили себя от атак. И это надо понимать. Система обнаружения атак - это всего лишь необходимое, но явно недостаточное условие для обеспечения эффективной системы защиты организации. Необходимо провести целый спектр организационных и технических мероприятий для построения целостной системы защиты вашей организации. Это и анализ рисков, и разработка политики безопасности, и установка и настройка различных средств защиты (межсетевые экраны, систем анализа защищенности и т.д.), и обучение специалистов, и т.д.
Подводя итог, можно сказать, что система обнаружения атак - это больше, чем несколько модулей слежения, установленных на различных узлах корпоративной сети. Эффективная и надежная система обнаружения атак позволяет собирать, обобщать и анализировать информацию от множества удаленных сенсоров на центральной консоли. Она позволяет сохранять эту информацию для более позднего анализа, и предоставляет средства для проведения такого анализа. Эта система постоянно контролирует все установленные модули слежения и мгновенно реагирует в случае возникновения тревоги. И, наконец, система обнаружения атак не более чем дорогостоящая игрушка, если у вас в штате нет экспертов в области защиты информации, которые знают, как использовать эту систему и как реагировать на постоянно растущую информационную угрозу. Использование всех этих компонентов в комплексе образует реальную и эффективную систему обнаружения атак.

Система обнаружения вторжений (СОВ ) - программное или аппаратное средство, предназначенное для выявления фактов неавторизованного доступа в компьютерную систему или сеть либо несанкционированного управления ими в основном через Интернет . Соответствующий английский термин - Intrusion Detection System (IDS) . Системы обнаружения вторжений обеспечивают дополнительный уровень защиты компьютерных систем.

Системы обнаружения вторжений используются для обнаружения некоторых типов вредоносной активности, которая может нарушить безопасность компьютерной системы. К такой активности относятся сетевые атаки против уязвимых сервисов, атаки, направленные на повышение привилегий , неавторизованный доступ к важным файлам, а также действия вредоносного программного обеспечения (компьютерных вирусов , троянов и червей)

Обычно архитектура СОВ включает:

• сенсорную подсистему, предназначенную для сбора событий, связанных с безопасностью защищаемой системы
• подсистему анализа, предназначенную для выявления атак и подозрительных действий на основе данных сенсоров
• хранилище, обеспечивающее накопление первичных событий и результатов анализа
• консоль управления, позволяющая конфигурировать СОВ, наблюдать за состоянием защищаемой системы и СОВ, просматривать выявленные подсистемой анализа инциденты

Существует несколько способов классификации СОВ в зависимости от типа и расположения сенсоров, а также методов, используемых подсистемой анализа для выявления подозрительной активности. Во многих простых СОВ все компоненты реализованы в виде одного модуля или устройства.

Энциклопедичный YouTube

• 1 / 5

  IDES использовала два подхода к обнаружению вторжений: в ней использовалась экспертная система для определения известных видов вторжений и компонент обнаружения, основанный на статистических методах и профилях пользователей и систем охраняемой сети. Тереза Лунт предложила использовать искусственную нейронную сеть как третий компонент для повышения эффективности обнаружения. Вслед за IDES в 1993 вышла NIDES (Next-generation Intrusion Detection Expert System - экспертная система обнаружения вторжений нового поколения).

  MIDAS (Multics intrusion detection and alerting system), экспертная система, использующая P-BEST и LISP , была разработана в 1988 году на основе работы Деннинга и Неймана. В этом же году была разработана система Haystack, основанная на статистических методах.

  W&S (Wisdom & Sense - мудрость и чувство), основанный на статистических методах детектор аномалий, был разработан в 1989 году в Лос-Аламосской Национальной лаборатории. W&S создавал правила на основе статистического анализа и затем использовал эти правила для обнаружения аномалий.

  В 1990, в TIM (Time-based inductive machine) было реализовано обнаружение аномалий с использованием индуктивного обучения на основе последовательных паттернов пользователя на языке Common LISP . Программа была разработана для VAX 3500. Примерно в то же время был разработан NSM (Network Security Monitor - монитор сетевой безопасности), сравнивающий матрицы доступа для обнаружения аномалий на рабочих станциях Sun-3/50. В том же 1990 году был разработан ISOA (Information Security Officer’s Assistant), содержащий в себе множество стратегий обнаружения, включая статистику, проверку профиля и экспертную систему. ComputerWatch, разработанный в AT&T Bell Labs, использовал статистические методы и правила для проверки данных и обнаружения вторжений.

  В 2001 году была разработана система ADAM IDS (Audit data analysis and mining IDS). Система использовала данные tcpdump для создания правил.

  Свободно распространяемые СОВ

  • Prelude Hybrid IDS
  • Samhain HIDS
  • Suricata

  Коммерческие СОВ

  См. также

  • Intrusion prevention system (IPS) (англ.)
  • Network intrusion detection system (NIDS) (англ.)
  • Host-based intrusion detection system (HIDS) (англ.)
  • Protocol-based intrusion detection system (PIDS) (англ.)
  • Application protocol-based intrusion detection system (APIDS) (англ.)
  • Anomaly-based intrusion detection system (англ.)
  • Artificial immune system (англ.)
  • Autonomous Agents for Intrusion Detection (англ.)